WO2023148445A1 - Procédé et système de coupe osseuse comportant un asservissement du plan de coupe - Google Patents

Procédé et système de coupe osseuse comportant un asservissement du plan de coupe Download PDF

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WO2023148445A1
WO2023148445A1 PCT/FR2023/050114 FR2023050114W WO2023148445A1 WO 2023148445 A1 WO2023148445 A1 WO 2023148445A1 FR 2023050114 W FR2023050114 W FR 2023050114W WO 2023148445 A1 WO2023148445 A1 WO 2023148445A1
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WO
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saw
saw blade
coupling member
cutting
plane
Prior art date
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PCT/FR2023/050114
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Olivier Jallabert
Sylvain Thibaut
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis
    • A61B90/11—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis with guides for needles or instruments, e.g. arcuate slides or ball joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B90/03—Automatic limiting or abutting means, e.g. for safety
    • A61B2090/033—Abutting means, stops, e.g. abutting on tissue or skin
    • A61B2090/034—Abutting means, stops, e.g. abutting on tissue or skin abutting on parts of the device itself

Definitions

  • TITLE Process and system for bone cutting comprising a control of the cutting plane
  • the present invention relates to the field of skeletal surgery and in particular total or partial arthroplasty of the knee or hip.
  • a bone cut is made using a surgical saw operating an oscillating saw blade.
  • a cutting guide is usually used in which the saw blade is inserted.
  • the cutting guide is positioned fixedly on the bone, in order to avoid any relative movement of the cutting guide in relation to the bone during the operation. This positioning is performed using standard mechanical, navigated, or robotic instrumentation. In the case where the cutting guide is positioned by a robot, this positioning is also performed statically, keeping the guide fixed relative to the bone.
  • the cutting guides generally have a relatively large width, because once the guide is positioned fixedly to the bone, the saw blade must be able to reach all the parts to be cut.
  • the cutting guides must also be as compact as possible, taking into account the opening to be made in the patient's skin and tissues, while allowing the saw blade to reach the entire area to be cut.
  • Embodiments relate to a cutting system comprising: a motorized saw comprising a saw blade, a robotic arm, a mechanical coupling member mechanically coupling the robotic arm to a motor unit of the saw, the coupling member being configured to maintain the saw blade in a first cutting plane, without impeding movements, in the first cutting plane, of rotation and axial translation of the saw blade along a longitudinal axis of the saw blade, and to define a stop distal mechanism for the axial translational movement, localization members configured to provide localization data in a spatial reference frame, of an object to be cut, of the saw blade and of the mechanical stop, a second cutting plane with a distal cutting limit being defined in the spatial reference frame, and a control unit of the robotic arm according to the location data of the object to be cut, of the saw blade and of the mechanical stop, the control unit being configured to make the first cutting plane coincide with the second cutting plane and position the mechanical stop so as to prevent the saw blade from exceeding the distal cutting limit.
  • a motorized saw comprising a saw
  • the position of the mechanical stop can be adjusted in real time according to the orientation of the saw blade in the cutting plane.
  • the stop does not need to be adjusted with a very short response time since it allows the movements of the saw blade in the cutting plane, in rotation and in translation.
  • the mechanical coupling member comprises a rod integral with the robotic arm and directly coupled to a motor unit of the saw by a connection that is both pivoting maintaining the saw blade in the first cutting plane, and sliding along the longitudinal axis of the saw blade.
  • the absence of a cutting guide prevents friction between the saw blade and the cutting guide.
  • This arrangement also makes it possible to use a blade if necessary. thicker saw blade, to avoid any risk of bending the saw blade, which would place the cutting edge of the blade outside the required cutting plane.
  • the link is configured to allow translation of the saw along an axis parallel to the link.
  • control unit is configured to control the robotic arm in order to maintain the coupling member in a configuration allowing an axial translation of the saw blade in the first cutting plane, and/or in order to maintaining the coupling member in a configuration allowing freedom of movement in axial and/or lateral translation of the saw blade in the first cutting plane.
  • the localization members are configured to provide the control unit with a position of the coupling member in the spatial reference, or else the robotic arm comprises a feedback circuit to provide the unit with controls the position of the coupling member in the spatial reference.
  • the locating members are configured to provide the control unit with a position of the saw in the spatial reference, the control unit being configured to position the mechanical coupling member according to the position of the saw in the spatial reference frame.
  • the locating members comprise an image sensor cooperating with visual cues integral with one of the elements to be located, the elements to be located comprising the object to be cut, and/or the coupling member, and/or the saw.
  • the saw blade is of the oscillating type with an oscillating distal cutting edge in the second cutting plane.
  • the coupling member is configured to leave visible an axial translation distance of the saw before reaching the mechanical stop.
  • the mechanical coupling member comprises a ring mechanically constrained in a plane between the engine block of the saw and a plate secured to the engine block, and linked to the latter by a pillar around which the ring is arranged.
  • the mechanical coupling member comprises a rail or an axial slide integral with the motor block of the saw, coupled to the robotic arm by a carriage sliding on the rail or the slide, and a rod fixed to the carriage and integral with the robotic arm, the rail or the slide being fixed on the motor block by a pivoting connection around an axis perpendicular to the cutting plane, the distal end of the rail or the slide cooperating with the distal end of the carriage to form the distal mechanical stop.
  • the object to be cut is a bone in a skeleton, the saw being configured to cut a bone.
  • Embodiments may also relate to a cutting method comprising steps consisting in: associating a motor unit of a motorized saw comprising a saw blade, with a robotic arm via a mechanical coupling member, the mechanical coupling member forming a distal mechanical stop for an axial translational movement of the saw blade, the mechanical coupling member maintaining the saw blade in a first plane, without hindering rotational and axial translational movements of the saw along a longitudinal axis of the saw blade, in the first plane, memorizing by a control unit a definition of a second plane with a distal limit, in a spatial reference linked to an object, supplying the control unit, by localization organs, localization data in the spatial reference of the object, of the saw blade and of the mechanical stop, and controlling the robotic arm by the control unit according to the localization data, in order to make the first plane coincide with the second plane and position the mechanical stop so as to prevent the saw blade from exceeding the distal limit.
  • the mechanical coupling member comprises a rod integral with the robotic arm and directly coupled to a motor unit of the saw by a connection that is both pivoting maintaining the saw blade in the first cutting plane, and sliding along the longitudinal axis of the saw blade.
  • the method comprises a step of slaving the robotic arm in order to maintain the coupling member in a configuration allowing an axial translation of the saw blade in the first cutting plane, and/or in order to maintain the coupling member in a configuration allowing freedom of movement in axial and/or lateral translation of the saw blade in the first cutting plane.
  • the method comprises steps of determination by the localization organs of a position of the saw in the spatial reference frame, supply to the control unit of the position of the saw, and positioning by the unit control, the mechanical coupling device depending on the position of the saw.
  • Figure 1 is a general schematic perspective view of a cutting system, according to one embodiment
  • FIG. 2 is a detailed schematic side view of part of the cutting system, according to one embodiment
  • FIG. 3 is a schematic detailed perspective view of part of the cutting system, according to one embodiment
  • Figure 4 is a schematic top view of the cutting system, according to one embodiment
  • FIG. 5 is a schematic detailed perspective view of the cutting system, according to one embodiment.
  • FIGS. 6A, 6B, 6C are schematic top views of a cutting plane showing a saw blade associated with a guide of a motor block of the saw, according to one embodiment
  • FIG. 7 is a schematic detailed perspective view of a cutting system, according to another embodiment.
  • Figure 8 is a detailed schematic front view of part of the cutting system of Figure 7, according to one embodiment.
  • FIGS 1 to 5 show a cutting system according to one embodiment.
  • the cutting system comprises a motorized saw 1, a robotic arm 6 and a mechanical coupling member 3, 14, 14a linking the end of the robotic arm 6 to the saw 1.
  • the saw 1 comprises a motor unit 1b actuating a blade of saw 2.
  • the cutting system also comprises a mechanical coupling member 3 mechanically coupling the robotic arm 6 to the saw 1, the coupling member being configured to hold the saw blade in a first cutting plane, while allowing free rotational and translational movements of the saw along a longitudinal axis of the saw blade, in the first cutting plane.
  • the coupling member is configured to define a distal limit for translational motion.
  • the cutting system also comprises a first member of location 5, 8 configured to supply location data of an object 4 to be cut in a spatial reference frame, and a second location device 5, 7, 9 configured to supply location data of the saw blade 2 and of the distal limit defined by the mechanical coupling member 3, in the spatial frame of reference.
  • the cutting system also comprises a data processing unit PU comprising a location data processing unit IP and a control unit CU of the robotic arm 6 according to the location data supplied by the processing unit IP.
  • the control unit is configured to make the first section plane coincide with the second section plane and position the distal limit of so as to prevent the saw blade from exceeding the distal cutting limit.
  • the mechanical coupling member connects the engine block 1b directly to the robotic arm 6.
  • the coupling member 3 cooperates with guide and stop elements 14, 14a formed on the motor block 1b of the saw 1, the coupling member 3 being secured to the end of the robotic arm via a rod 13a.
  • the coupling member has the shape of a ring 3 mechanically constrained in a plane between the engine block 1b of the saw 1 and a plate 14 integral with the engine block, and connected to the latter by a pillar 14a around which the ring 3 is arranged.
  • the ring 3 positioned by the robotic arm 6 constrains the saw blade 2 to remain in the first cutting plane parallel to the plane in which the ring 3 is located, and defined by the possible displacement movements of the ring 3 between the plate 14 and the engine block 1.
  • the pillar 14a cooperates with the ring 3 to form a mechanical stop by blocking the saw 1, in particular at a point in the distal cutting direction along the longitudinal axis X of the saw blade 2.
  • FIG. the saw blade 2 in its distal abutment position in which the cutting edge 2a of the saw blade 2 is close to the distal cutting limit 4b. In this position, a distal part of the ring 3 is in contact with a distal part of the pillar 14a.
  • the engine block 1b comprises a plate opposite the plate 14, the ring 3 being held in a plane between this plate and the plate 14.
  • the object to be cut is a tibia and the saw blade
  • the saw blade 2 is driven by the motor unit 1b in an oscillating rotary motion around an axis 1a, with an angular displacement of a few degrees on either side of a central axis. Generally, this angular movement is between 3 and 6°.
  • the motor unit 1b can be powered by battery 10 or by a connection to an electrical network.
  • the respective positions of the bone 4, of the saw 2, and of the robotic arm 6 are marked in space with the aid of locating members 5a, 5b, 7, 8, 8', 9.
  • these locating elements comprise tracking elements 7, 8, 8', 9 and a set of cameras 5a, 5b supplying images in which the tracking elements are detected and located in space.
  • the camera system 5 can comprise two cameras 5a, 5b spaced horizontally for binocular vision and fixed to the end of a mast 5c (FIG. 1).
  • the mast 5c can also support a display screen 5d enabling the surgeon to view data and images relating to the operation.
  • each of the marking elements 7, 8, 8', 9 comprises a rigid body having a particular geometry, formed at the end of a rod.
  • the rigid body comprises several (three or four) elongations each equipped at one end with a reflecting sphere 7a, 8a, 9a, the reflecting spheres being configured to be detected by the cameras 5a, 5b (for example sensitive to infrared) and to define together a spatial reference.
  • One or more locating elements 8, 8' can be rigidly coupled to the bone or bones to be cut
  • another locating element 7 can be rigidly coupled to the saw 1 (for example to the engine block 1b)
  • another tracking element 9 can be rigidly coupled to the robotic arm 6 (for example to the rod 13a between the robotic arm and the ring 3.
  • the tracking element 9 linked to the robotic arm can be deleted and replaced by a datum of position provided by the robotic arm.
  • the marker elements 7, 8, 8', 9 comprise both a marker element 7 linked to the saw 1, one or more marker elements 8, 8' linked to the skeleton 4 to be cut and a tracking element 9 linked to the robotic arm.
  • the saw blade 2 defines a first cutting plane which is constrained by the mechanical coupling member linking the robotic arm 6 to the saw 1.
  • a planning operation defines a second cutting plane in the spatial reference linked to bone 4 to be operated on. This planning can also define a distal cut limit not to be exceeded during the cut.
  • the robotic arm 6 is controlled by a control unit CU configured to make these two cutting planes coincide from the positions of the saw 1, of the robotic arm or of the coupling member 3 and of the bone 4 to be cut, in a common spatial reference frame, for example that of bone 4.
  • the control unit CU is connected to the camera system 5 to determine the respective positions of the robotic arm 6 or of the coupling member 3 and of the saw 1 in the common spatial reference frame.
  • control unit Cil From the planning of a cut and therefore from the definition of the second cutting plane in the reference frame, the control unit Cil performs a servo-control of the robotic arm 6 with respect to the targeted bone surface 4a, according to the position of the bone 4 to be cut and of the second cutting plane.
  • Figures 6A, 6B, 6C show different positions of the saw blade 2 relative to the bone 4 to be cut.
  • the surgeon pushes the saw blade in a cutting direction defined by the longitudinal axis X of the saw blade 2, while the cutting edge 2a of the saw blade oscillates laterally around the axis 1a under the effect of the drive of the saw motor 1 and thus makes a cut in the bone 4.
  • the position of the motor block 1b and therefore of the saw blade 2 is free, but is constrained by the robotic arm via the coupling member 3 which holds the saw blade in the cutting plane. It follows that the blade 2 is only mobile in translation and in rotation in the cutting plane defined by the robotic arm and the coupling member 3.
  • the distal cutting limit 4b not to be exceeded can be defined by considering the angular deflection of the movements of the saw blade 2, the real-time orientation of the X axis of the saw blade 2, and of the zone of cut 4a at the intersection between the bone 4 to be cut and the cutting plane.
  • the robotic arm 6 is controlled by constraining the cutting edge 2a of the saw blade 2 to the zone 4a of the cutting plane.
  • the mechanical stop is positioned with respect to the distal cutting limit 4b extending over the width of the saw blade, taking into account its angular movement in the direction of the X axis.
  • FIG. 6C shows the saw blade 2 in its distal abutment position defined by the position of the robotic arm 6. In this position, the pillar 14a abuts against the ring 3, while the cutting edge 2a of the blade 2 reaches the distal limit of cut 4b.
  • the depth of penetration of the saw blade to the distal limit 4b of cut depends on the direction of the cut defined by the X axis.
  • the control unit CU adapts the position of the robotic arm 6 according to the orientation of the X axis so as not to exceed the distal limit 4b.
  • the position data of the saw 1 exploited by the control unit Cil simply comprise the position and the orientation of the engine block 1 b with respect to the ring 3 in a plane parallel to the plane of cut. These data can be supplied in the form of a position and an orientation of the pillar 14a or of the plate 14 with respect to the ring 3, these position data possibly being supplied by simple position sensors.
  • the robotic arm 6 can accompany the movement of the surgeon as a cut progresses along the longitudinal axis X of the saw blade 2, and use the mechanical stop produced by the pillar 14a to constrain the cutting edge 2a of the saw blade not to exceed the distal cutting limit 4b.
  • the plate 14 is perforated in order to leave visible the position of the ring 14 with respect to the pillar 14a. Thus, the surgeon can see how far the cutting edge 2a of the saw blade is from the distal cutting edge 4b.
  • the coupling between the robotic arm 6 and the saw 1 can be achieved by a rail 24 or an axial slide secured to the motor block 1b of the saw 1 (extending along the X axis), coupled to the robotic arm by a carriage 23 sliding on the rail 24 (or the slide) and a rod 23a fixed to the carriage and integral with the robotic arm 6.
  • the rail 24 (or the slide) can be fixed on the engine block 1b by a pivoting connection 24a about an axis perpendicular to the cutting plane defined by the saw blade 2.
  • the distal end of the rail 24 can cooperate with the distal end of the carriage 23 to form the stop distal mechanics.
  • the proximal end of the carriage 23 can be opened so as to be able to disengage from the rail 24.
  • the saw 1 can thus be easily detached from the robotic arm 6.
  • the robotic arm 6 can be controlled according to the relative orientation of the saw 1 relative to rail 24 to detect a rotation of the engine block 1b and to realign the rail with the latter.
  • the robotic arm 6 can also be controlled according to the relative position of the carriage 23 with respect to the rail 24, to maintain the carriage in the middle of its travel on the rail, in order to leave the surgeon freedom of axial translational movement of the saw 1 in the cutting plane, except when the mechanical stop must come into action to prevent the cutting edge 2a of the blade from exceeding the cutting limit 4b.
  • the rail 24 can be fixed on the motor block 1b along the axis X of the saw blade 2, a pivoting connection being provided between the carriage 23 and the rod 23a.
  • the saw 1 can be separated from the robotic arm 6 and/or from the mechanical coupling member 3, 23 to be used alone and without constraint.
  • the rod 13a, 23a can be extendable to allow translation of the saw 1 along an axis parallel to the rod 13a, 23a.
  • the rod 13a, 23a may comprise two parts mounted to slide with each other to allow translation of the saw 1 along an axis parallel to the rod 13a, 23a.
  • the robotic arm 6 can then be controlled according to the relative position of the saw with respect to the latter, to keep the length of the rod 13a, 23a constant, in order to allow the surgeon freedom of lateral translational movement of the saw. 1 in the section plane.
  • the present invention is capable of various variant embodiments and various applications.
  • the invention is not limited to the examples of mechanical coupling between the robotic arm 6 and the saw blade 2 previously described.
  • other mechanical coupling solutions can easily be imagined in order to allow rotational and axial displacement movements of the saw blade and to form a mechanical stop to prevent overruns of the cutting edge 2a of the saw blade. beyond the distal cut limit 4b fixed.
  • these means may comprise, for example, one or other of the following devices: position sensors, a stereoscopic image sensor, a three-dimensional scanner, a LIDAR (Light or Laser Detection and Ranging), a time scanner TOF (Time Of Flight).
  • a robotic arm feedback circuit 6 can provide the position of the end of the robotic arm (ring 3, carriage 23).
  • the location means making it possible to determine the spatial configuration of the mechanical coupling member depends on the structure of the latter.
  • the present invention is also not limited to the type of saw presented, but can be applied to other types of saw, in particular for medical use, such as reciprocal saws.

Abstract

L'invention concerne un système de coupe comprenant : une scie motorise (1) comprenant une lame (2), un bras robotisé (6), un organe de couplage (3) couplant mécaniquement le bras robotisé au bloc moteur de la scie, l'organe de couplage tant configuré pour maintenir la lame dans un premier plan de coupe, sans entraver des mouvements de rotation et de translation axiale de la lame, et pour définir une bute (3) distale pour le mouvement de translation axial, des organes de localisation (5, 8) configurés pour fournir des donnes de localisation d'un objet couper (4), de la lame et de la bute, un second plan de coupe avec une limite distale tant définis dans l'objet, et une unité de commande (CU) du bras robotisé en fonction des donnes de localisation, configure pour faire coïncider les plans de coupe et positionner la bute afin d'empêcher la lame de dépasser la limite distale.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé et système de coupe osseuse comportant un asservissement du plan de coupe
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine de la chirurgie du squelette et en particulier les arthroplasties totales ou partielles du genou ou de la hanche.
Etat de la technique
Afin de pratiquer une arthroplastie totale ou partielle de genou, on réalise une coupe osseuse à l’aide d’une scie chirurgicale actionnant une lame de scie oscillante. Pour contrôler le plan de coupe, on utilise généralement un guide de coupe dans lequel la lame de scie est insérée. Dans ce contexte, il est essentiel de positionner convenablement le guide de coupe. Généralement, le guide de coupe est positionné de manière fixe sur l’os, afin d’éviter tout mouvement relatif du guide de coupe par rapport à l’os durant l’opération. Ce positionnement est effectué à l’aide d’une instrumentation mécanique standard, naviguée, ou robotisée. Dans le cas où le guide de coupe est positionné par un robot, ce positionnement est également effectué de manière statique, en maintenant le guide fixe par rapport à l’os.
Les guides de coupe présentent généralement une largeur relativement importante, car une fois le guide positionné de manière fixe à l’os, la lame de scie doit pouvoir atteindre toutes les parties à découper. Les guides de coupe doivent être également les moins encombrants possibles, compte tenu de l’ouverture devant être réalisée dans la peau et les tissus du patient, tout en permettant à la lame de scie d’atteindre l’ensemble de la zone à couper.
Il s’avère que la solidarisation du guide à l’os ne permet de pas de gérer la limite de coupe, qui reste à l’appréciation du chirurgien. De plus, sur une instrumentation standard, la lame de scie peut entrer en conflit avec le guide de coupe en limite de coupe, pouvant empêcher la lame de scie d’atteindre toute la zone à couper, et pouvant également entrainer l’usure voire la casse du guide de coupe.
Certains fabricants proposent de coupler directement la scie à un bras robotisé programmé pour contraindre la lame de scie dans un plan de coupe prédéfini et pour appliquer une butée de coupe. Il s’avère que les temps de réponse des bras robotisés commercialisés actuellement sont insuffisants pour empêcher la lame de scie d’atteindre des zones à exclure de la coupe. Il est également connu d’utiliser des guides de coupe fabriqués sur mesure ou des guides appelés "mini-abords" qui sont différenciés selon le côté opéré. Cependant, l’usage de tels guides entraine des coûts supplémentaires de conception, fabrication, et stérilisation en routine.
Il est donc souhaitable de pouvoir guider une coupe à travers un os d’un patient, afin de ne pas empêcher pas la lame de scie d’atteindre toute la zone à découper. Il est également souhaitable de pouvoir empêcher en temps réel la lame de scie d’atteindre des zones exclues de la coupe à réaliser.
Résumé de l’invention
Des modes de réalisation concernent un système de coupe comprenant : une scie motorisée comprenant une lame de scie, un bras robotisé, un organe de couplage mécanique couplant mécaniquement le bras robotisé à un bloc moteur de la scie, l’organe de couplage étant configuré pour maintenir la lame de scie dans un premier plan de coupe, sans entraver des mouvements, dans le premier plan de coupe, de rotation et de translation axiale de la lame de scie suivant un axe longitudinal de la lame de scie, et pour définir une butée mécanique distale pour le mouvement de translation axiale, des organes de localisation configurés pour fournir des données de localisation dans un référentiel spatial, d’un objet à couper, de la lame de scie et de la butée mécanique, un second plan de coupe avec une limite distale de coupe étant définis dans le référentiel spatial, et une unité de commande du bras robotisé en fonction des données de localisation de l’objet à couper, de la lame de scie et de la butée mécanique, l’unité de commande étant configurée pour faire coïncider le premier plan de coupe avec le second plan de coupe et positionner la butée mécanique de manière à empêcher la lame de scie de dépasser la limite distale de coupe.
Grâce à ces dispositions, la position de la butée mécanique peut être ajustée en temps réel en fonction de l’orientation de la lame de scie dans le plan de coupe. En outre, la butée n’a pas besoin d’être ajustée avec un temps de réponse très court puisqu’elle autorise les déplacements de la lame de scie dans le plan de coupe, en rotation et en translation. Selon un mode de réalisation, l’organe de couplage mécanique comprend une tige solidaire du bras robotisé et couplée directement à un bloc moteur de la scie par une liaison à la fois pivotante maintenant la lame de scie dans le premier plan de coupe, et coulissante suivant l’axe longitudinal de la lame de scie. L’absence de guide de coupe permet d’éviter les frottements entre la lame de scie et le guide de coupe. Cette disposition permet également d’utiliser si nécessaire une lame de scie plus épaisse, pour éviter tout risque de flexion de la lame de scie, qui placerait le bord de coupe de la lame en dehors du plan de coupe requis.
Selon un mode de réalisation, la liaison est configurée pour permettre une translation de la scie suivant un axe parallèle à la liaison.
Selon un mode de réalisation, l’unité de commande est configurée pour asservir le bras robotisé afin de maintenir l’organe de couplage dans une configuration permettant une translation axiale de la lame de scie dans le premier plan de coupe, et/ou afin de maintenir l’organe de couplage dans une configuration laissant une liberté de mouvement en translation axiale et/ou latérale de la lame de scie dans le premier plan de coupe.
Selon un mode de réalisation, les organes de localisation sont configurés pour fournir à l’unité de commande une position de l’organe de couplage dans le référentiel spatial, ou bien le bras robotisé comprend un circuit de rétroaction pour fournir à l’unité de commande la position de l’organe de couplage dans le référentiel spatial.
Selon un mode de réalisation, les organes de localisation sont configurés pour fournir à l’unité de commande une position de la scie dans le référentiel spatial, l’unité de commande étant configurée pour positionner l’organe de couplage mécanique en fonction de la position de la scie dans le référentiel spatial.
Selon un mode de réalisation, les organes de localisation comprennent un capteur d’image coopérant avec des repères visuels solidaires d’un des éléments à localiser, les éléments à localiser comprenant l’objet à couper, et/ou l’organe de couplage, et/ou la scie.
Selon un mode de réalisation, la lame de scie est de type oscillant avec un bord de coupe distal oscillant dans le second plan de coupe.
Selon un mode de réalisation, l’organe de couplage est configuré pour laisser visible une distance de translation axiale de la scie avant d’atteindre la butée mécanique.
Selon un mode de réalisation, l’organe de couplage mécanique comprend un anneau contraint mécaniquement dans un plan entre le bloc moteur de la scie et un plateau solidaire du bloc moteur, et lié à ce dernier par un pilier autour duquel l’anneau est disposé.
Selon un autre mode de réalisation, l’organe de couplage mécanique comprend un rail ou une glissière axiale solidaire du bloc moteur de la scie, couplé au bras robotisé par un chariot coulissant sur le rail ou la glissière, et une tige fixée au chariot et solidaire du bras robotisé, le rail ou la glissière étant fixé sur le bloc moteur par une liaison pivotante autour d’un axe perpendiculaire au plan de coupe, l’extrémité distale du rail ou de la glissière coopérant avec l’extrémité distale du chariot pour former la butée mécanique distale.
Selon un mode de réalisation, l’objet à couper est un os dans un squelette, la scie étant configurée pour couper un os.
Des modes de réalisations peuvent également concerner un procédé de coupe comprenant des étapes consistant à : associer un bloc moteur d’une scie motorisée comprenant une lame de scie, à un bras robotisé par l’intermédiaire d’un organe de couplage mécanique, l’organe de couplage mécanique formant une butée mécanique distale pour un mouvement de translation axiale de la lame de scie, l’organe de couplage mécanique maintenant la lame de scie dans un premier plan, sans entraver des mouvements de rotation et de translation axiale de la scie suivant un axe longitudinal de la lame de scie, dans le premier plan, mémoriser par une unité de commande une définition d’un second plan avec une limite distale, dans un référentiel spatial lié à un objet, fournir à l’unité de commande, par des organes de localisation, des données de localisation dans le référentiel spatial de l’objet, de la lame de scie et de la butée mécanique, et commander le bras robotisé par l’unité de commande en fonction des données de localisation, afin de faire coïncider le premier plan avec le second plan et de positionner la butée mécanique de manière à empêcher la lame de scie de dépasser la limite distale.
Selon un mode de réalisation, l’organe de couplage mécanique comprend une tige solidaire du bras robotisé et couplée directement à un bloc moteur de la scie par une liaison à la fois pivotante maintenant la lame de scie dans le premier plan de coupe, et coulissante suivant l’axe longitudinal de la lame de scie.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape d’asservissement du bras robotisé afin de maintenir l’organe de couplage dans une configuration permettant une translation axiale de la lame de scie dans le premier plan de coupe, et/ou afin de maintenir l’organe de couplage dans une configuration laissant une liberté de mouvement en translation axiale et/ou latérale de la lame de scie dans le premier plan de coupe.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend des étapes de détermination par les organes de localisation d’une position de la scie dans le référentiel spatial, fourniture à l’unité de commande de la position de la scie, et positionner par l’unité de commande, l’organe de couplage mécanique en fonction de la position de la scie. Brève description des figures
La présente invention sera bien comprise à l’aide de la description qui suit en référence aux figures annexées, dans lesquelles des signes de références identiques correspondent à des éléments structurellement et/ou fonctionnellement identiques ou similaires.
La figure 1 est une vue schématique générale en perspective d’un système de coupe, selon un mode de réalisation,
La figure 2 est une vue schématique latérale détaillée d’une partie du système de coupe, selon un mode de réalisation,
La figure 3 est une vue schématique en perspective détaillée d’une partie du système de coupe, selon un mode de réalisation,
La figure 4 est une vue schématique de dessus du système de coupe, selon un mode de réalisation,
La figure 5 est une vue schématique en perspective détaillée du système de coupe, selon un mode de réalisation,
Les figures 6A, 6B, 6C sont des vues schématiques de dessus d’un plan de coupe montrant une lame de scie associée à un guidage d’un bloc moteur de la scie, selon un mode de réalisation,
La figure 7 est une vue schématique en perspective détaillée d’un système de coupe, selon un autre mode de réalisation,
La figure 8 est une vue schématique détaillée de face d’une partie du système de coupe de la figure 7, selon un mode de réalisation.
Description détaillée
Les figures 1 à 5 représentent un système de coupe selon un mode de réalisation. Le système de coupe comprend une scie motorisée 1 , un bras robotisé 6 et un organe de couplage mécanique 3, 14, 14a liant l’extrémité du bras robotisé 6 à la scie 1. La scie 1 comprend un bloc moteur 1 b actionnant une lame de scie 2.
Dans la description qui suit, les termes "distal" et "proximal" doivent être compris par rapport à la scie 2. Le système de coupe comprend également un organe de couplage mécanique 3 couplant mécaniquement le bras robotisé 6 à la scie 1 , l’organe de couplage étant configuré pour maintenir la lame de scie dans un premier plan de coupe, tout en permettant des mouvements libres de rotation et de translation de la scie suivant un axe longitudinal de la lame de scie, dans le premier plan de coupe. L’organe de couplage est configuré pour définir une limite distale pour le mouvement de translation. Le système de coupe comprend également un premier organe de localisation 5, 8 configuré pour fournir des données de localisation d’un objet 4 à couper dans un référentiel spatial, et un second organe de localisation 5, 7, 9 configuré pour fournir des données de localisation de la lame de scie 2 et de la limite distale défini par l’organe de couplage mécanique 3, dans le référentiel spatial. Le système de coupe comprend également une unité de traitement de données PU comprenant une unité de traitement IP de données de localisation et une unité de commande CU du bras robotisé 6 en fonction des données de localisation fournies par l’unité de traitement IP. A partir de la définition d’un second plan de coupe avec une limite de coupe distale dans le référentiel spatial, l’unité de commande est configurée pour faire coïncider le premier plan de coupe avec le second plan de coupe et positionner la limite distale de manière à empêcher la lame de scie de dépasser la limite de coupe distal.
Selon un mode de réalisation illustré par les figures 1 à 5, l’organe de couplage mécanique lie le bloc moteur 1 b directement au bras robotisé 6. L’organe de couplage 3 coopère avec des éléments de guidage et de butée 14, 14a formés sur le bloc moteur 1 b de la scie 1 , l’organe de couplage 3 étant solidarisé à l’extrémité du bras robotisé par l’intermédiaire d’une tige 13a. Dans l’exemple des figures 1 à 5, l’organe de couplage présente la forme d’un anneau 3 contraint mécaniquement dans un plan entre le bloc moteur 1 b de la scie 1 et un plateau 14 solidaire du bloc moteur, et lié à ce dernier par un pilier 14a autour duquel l’anneau 3 est disposé. Ainsi, l’anneau 3 positionné par le bras robotisé 6 contraint la lame de scie 2 à rester dans le premier plan de coupe parallèle au plan dans lequel est situé l’anneau 3, et défini par les mouvements de déplacement possibles de l’anneau 3 entre le plateau 14 et le bloc moteur 1 .
Par ailleurs, le pilier 14a coopère avec l’anneau 3 pour former une butée mécanique en bloquant la scie 1 , notamment en un point dans la direction distale de coupe suivant l’axe longitudinal X de la lame de scie 2. La figure 4 montre la lame de scie 2 dans sa position en butée distale dans laquelle le bord de coupe 2a de la lame de scie 2 se trouve à proximité de la limite distale de coupe 4b. Dans cette position, une partie distale de l’anneau 3 se trouve en contact avec une partie distale du pilier 14a.
Selon un mode de réalisation, le bloc moteur 1 b comprend une platine en regard du plateau 14, l’anneau 3 étant maintenu dans un plan entre cette platine et le plateau 14.
Dans l’exemple des figures 1 à 5, l’objet à couper est un tibia et la lame de scie
2 présente une forme parallélépipédique, allongée, de faible épaisseur (entre 1 et
3 mm), avec un bord de coupe distal 2a dentelé. La lame de scie 2 est entrainée par le bloc moteur 1 b dans un mouvement rotatif oscillant autour d’un axe 1a, avec un débattement angulaire de quelques degrés de part et d’autre d’un axe médian. Généralement, ce débattement angulaire est compris entre 3 et 6°. Le bloc moteur 1 b peut être alimenté par batterie 10 ou par un raccordement à un réseau électrique.
Les positions respectives de l’os 4, de la scie 2, et du bras robotisé 6 sont repérées dans l’espace à l’aide d’organes de localisation 5a, 5b, 7, 8, 8’, 9. Dans l’exemple des figures 1 à 5, ces organes de localisation comprennent des éléments de repérage 7, 8, 8’, 9 et un ensemble de caméras 5a, 5b fournissant des images dans lesquelles les éléments de repérage sont détectés et localisés dans l’espace. Le système de caméras 5 peut comprendre deux caméras 5a, 5b espacées horizontalement pour une vision binoculaire et fixées à l’extrémité d’un mât 5c (figure 1 ). Le mât 5c peut également supporter un écran de visualisation 5d permettant au chirurgien de visualiser des données et des images relatives à l’opération.
Selon un mode de réalisation, chacun des éléments de repérage 7, 8, 8’, 9 comprend un corps rigide présentant une géométrie particulière, formé à l’extrémité d’une tige. Le corps rigide comprend plusieurs (trois ou quatre) élongations équipées chacune à une extrémité d’une sphère réfléchissante 7a, 8a, 9a, les sphères réfléchissantes étant configurées pour être détectées par les caméras 5a, 5b (par exemple sensibles aux infrarouges) et pour définir ensemble un référentiel spatial. Un ou plusieurs éléments de repérage 8, 8’ peut être rigidement couplé à l’os ou aux os à couper, un autre élément de repérage 7 peut être rigidement couplé à la scie 1 (par exemple au bloc moteur 1 b) et un autre élément de repérage 9 peut être rigidement couplé au bras robotisé 6 (par exemple à la tige 13a entre le bras robotisé et l’anneau 3. Cependant, l’élément de repérage 9 lié au bras robotisé peut être supprimé et remplacé par une donnée de position fournie par le bras robotisé.
Selon un mode de réalisation, les éléments de repérage 7, 8, 8’, 9 comprennent à la fois un élément de repérage 7 lié à la scie 1 , un ou plusieurs éléments de repérage 8, 8’ liés au squelette 4 à couper et un élément de repérage 9 lié au bras robotisé.
La lame de scie 2 définit un premier plan de coupe qui est contraint par l’organe de couplage mécanique liant le bras robotisé 6 à la scie 1. Avant l’opération de coupe, une opération de planification définit un second plan de coupe dans le référentiel spatial lié à l’os 4 à opérer. Cette planification peut également défini une limite distale de coupe à ne pas dépasser lors de la coupe.
Le bras robotisé 6 est commandé par une unité de commande CU configurée pour faire coïncider ces deux plans de coupe à partir des positions de la scie 1 , du bras robotisé ou de l’organe de couplage 3 et de l’os 4 à couper, dans un référentiel spatial commun, par exemple celui de l’os 4. A cet effet, l’unité de commande CU est reliée au système de caméra 5 pour déterminer les positions respectives du bras robotisé 6 ou de l’organe de couplage 3 et de la scie 1 dans le référentiel spatial commun.
A partir de la planification d’une coupe et donc de la définition du second plan de coupe dans le référentiel, l’unité de commande Cil réalise un asservissement du bras robotisé 6 par rapport à la surface osseuse ciblée 4a, en fonction de la position de l’os 4 à couper et du second plan de coupe.
Les figures 6A, 6B, 6C représentent différentes positions de la lame de scie 2 par rapport à l’os 4 à couper. Pour réaliser la coupe, le chirurgien pousse la lame de scie dans une direction de coupe définie par l’axe longitudinal X de la lame de scie 2, tandis que le bord de coupe 2a de la lame de scie oscille latéralement autour de l’axe 1a sous l’effet de l’entrainement du moteur de scie 1 et réalise ainsi une coupe dans l’os 4. La position du bloc moteur 1 b et donc de la lame de scie 2 est libre, mais est contrainte par le bras robotisé par l’intermédiaire de l’organe de couplage 3 qui maintient la lame de scie dans le plan de coupe. Il en résulte que la lame 2 est seulement mobile en translation et en rotation dans le plan de coupe défini par le bras robotisé et l’organe de couplage 3.
La limite de coupe distale 4b à ne pas dépasser peut être définie en considérant le débattement angulaire des mouvements de la lame de scie 2, l’orientation en temps réel de l’axe X de la lame de scie 2, et de la zone de coupe 4a à l’intersection entre l’os 4 à couper et le plan de coupe. Selon un mode de réalisation, l’asservissement du bras robotisé 6 est réalisé en contraignant le bord de coupe 2a de la lame de scie 2 à la zone 4a du plan de coupe. En considérant la direction de l’axe longitudinal X de la lame de scie 2, la butée mécanique est positionnée par rapport à la limite distale de coupe 4b s’étendant sur la largeur de la lame de scie en tenant compte de son débattement angulaire dans la direction de l’axe X. Cette disposition vise à empêcher la lame de scie 2 d’atteindre les tissus situés dans le plan de coupe au-delà de l’os 4 à couper. Typiquement, la limite distale 4b de coupe dans la direction de coupe X correspond au bord de la surface de coupe 4a définie par l’intersection entre le plan de coupe et l’os 4 à couper. La figure 6C montre la lame de scie 2 dans sa position en butée distale définie par la position du bras robotisé 6. Dans cette position, le pilier 14a vient buter contre l’anneau 3, tandis que le bord de coupe 2a de la lame 2 atteint la limite distale de coupe 4b.
Il peut être observé sur les figures 6A à 6C que la profondeur de pénétration de la lame de scie jusqu’à la limite distale 4b de coupe dépend de la direction de la coupe définie par l’axe X. L’unité de commande CU adapte la position du bras robotisé 6 en fonction de l’orientation de l’axe X pour ne pas dépasser la limite distale 4b. Selon un autre mode de réalisation, les données de position de la scie 1 exploitées par l’unité de commande Cil comprennent simplement la position et l’orientation du bloc moteur 1 b par rapport à l’anneau 3 dans un plan parallèle au plan de coupe. Ces données peuvent être fournies sous la forme d’une position et une orientation du pilier 14a ou du plateau 14 par rapport à l’anneau 3, ces données de position pouvant être fournies par de simples capteurs de position.
Si la taille de l’anneau 3 est insuffisante pour couvrir l’ensemble de la surface de coupe 4a, le bras robotisé 6 peut accompagner le mouvement du chirurgien au fur et à mesure de la progression d’une coupe suivant l’axe longitudinal X de la lame de scie 2, et utiliser la butée mécanique réalisée par le pilier 14a pour contraindre le bord de coupe 2a de la lame de scie à ne pas dépasser la limite distale de coupe 4b.
L’absence de guide de coupe contraignant les mouvements de la lame de scie 2, permet l’usage d’une lame de scie plus épaisse, évitant ainsi tout risque de flambage lors de la coupe, notamment sur des os durs. En effet, avec les épaisseurs actuelles de lame de scie (typiquement entre 1 ,24 mm et 1 ,47 mm), les lames de scie peuvent fléchir et entrainer des imprécisions lors de la coupe d’un os. Ce problème peut être résolu en utilisant des lames plus épaisses. Cependant de telles lames ne sont pas utilisables avec les guides de coupe disponibles. L’absence de guide de coupe permet également d’éviter les frottements entre la lame et le guide de coupe, et donc les problèmes de chauffe et d’usure, sachant que la lame de scie peut être entrainée à plus de dix mille oscillations par minute.
Selon un mode de réalisation, le plateau 14 est ajouré afin de laisser visible la position de l’anneau 14 par rapport au pilier 14a. Ainsi, le chirurgien peut visualiser à quelle distance le bord de coupe 2a de la lame de scie se situe de la limite distale de coupe 4b.
Selon un autre exemple de réalisation illustré par les figures 7 et 8, le couplage entre le bras robotisé 6 et la scie 1 peut être réalisé par un rail 24 ou une glissière axiale solidaire du bloc moteur 1 b de la scie 1 (s’étendant suivant l’axe X), couplé au bras robotisé par un chariot 23 coulissant sur le rail 24 (ou la glissière) et une tige 23a fixée au chariot et solidaire du bras robotisé 6. Le rail 24 (ou la glissière) peut être fixé sur le bloc moteur 1 b par une liaison pivotante 24a autour d’un axe perpendiculaire au plan de coupe défini par la lame de scie 2. L’extrémité distale du rail 24 peut coopérer avec l’extrémité distale du chariot 23 pour former la butée mécanique distale. L’extrémité proximale du chariot 23 peut être ouverte de manière à pouvoir se désengager du rail 24. La scie 1 peut ainsi être facilement détachée du bras robotisé 6. Le bras robotisé 6 peut être asservi en fonction de l’orientation relative de la scie 1 par rapport au rail 24 pour détecter une rotation du bloc moteur 1 b et pour réaligner le rail avec ce dernier. Le bras robotisé 6 peut également être asservi en fonction de la position relative du chariot 23 par rapport au rail 24, pour maintenir le chariot au milieu de sa course sur le rail, afin de laisser au chirurgien une liberté de mouvement de translation axiale de la scie 1 dans le plan de coupe, sauf lorsque la butée mécanique doit entrer en action pour empêcher le bord de coupe 2a de la lame de dépasser la limite de coupe 4b.
Selon un autre exemple de réalisation, le rail 24 peut être fixé sur le bloc moteur 1 b suivant l’axe X de la lame de scie 2, une liaison pivotante étant prévue entre le chariot 23 et la tige 23a.
Selon un mode de réalisation, la scie 1 peut être séparée du bras robotisé 6 et/ ou de l’organe de couplage mécanique 3, 23 pour être utilisée seule et sans contrainte.
Dans les exemples de réalisation précédemment décrits, la tige 13a, 23a peut être extensible pour permettre une translation de la scie 1 suivant un axe parallèle à la tige 13a, 23a. A cet effet, la tige 13a, 23a peut comprendre deux parties montées coulissantes l’une avec l’autre pour permettre une translation de la scie 1 suivant un axe parallèle à la tige 13a, 23a. Le bras robotisé 6 peut alors être asservi en fonction de la position relative de la scie par rapport à ce dernier, pour maintenir constante la longueur de la tige 13a, 23a, afin de laisser au chirurgien une liberté de mouvement de translation latérale de la scie 1 dans le plan de coupe.
Il apparaîtra clairement à l’homme de l’art que la présente invention est susceptible de diverses variantes de réalisation et diverses applications. En particulier, l’invention n’est pas limitée aux exemples de couplage mécanique entre le bras robotisé 6 et la lame de scie 2 précédemment décrits. En effet, d’autres solutions de couplage mécanique peuvent aisément être imaginés afin de permettre des mouvements de rotation et de déplacement axial de la lame de scie et de former une butée mécanique pour prévenir les dépassements du bord de coupe 2a de la lame de scie au-delà de la limite distale 4b de coupe fixée.
Par ailleurs, d’autres moyens que ceux précédemment décrits pour obtenir en temps réel les positions respectives du système osseux à opérer, de la scie et de la butée mécanique (anneau 3 - pilier 14a, rail 24 - chariot 23), dans un même référentiel spatial peuvent être employés. Ainsi, ces moyens peuvent comprendre par exemple l’un ou l’autre des dispositifs suivants : des capteurs de position, un capteur d’image stéréoscopique, un scanner tridimensionnel, un LIDAR (Light ou Laser Detection and Ranging), un scanner à temps de vol TOF (Time Of Flight). Par ailleurs, un circuit de rétroaction du bras robotisé 6 peut fournir la position de l’extrémité du bras robotisé (anneau 3, chariot 23). En outre, les moyens de localisation permettant de déterminer la configuration spatiale de l’organe de couplage mécanique dépendent de la structure de ce dernier.
Il peut également être avantageux de localiser le bras robotisé 6, notamment pour réaliser l’asservissement en exploitant au mieux les degrés de liberté du bras robotisé.
La présente invention n’est pas non plus limitée au type de scie présenté, mais peut s’appliquer à d’autres types de scie notamment à usage médical, comme les scies réciproques.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de coupe comprenant : une scie motorisée (1 ) comprenant une lame de scie (2), un bras robotisé (6), un organe de couplage mécanique (3, 23) couplant mécaniquement le bras robotisé à un bloc moteur (1 b) de la scie, l’organe de couplage étant configuré pour maintenir la lame de scie dans un premier plan de coupe, sans entraver des mouvements, dans le premier plan de coupe, de rotation et de translation axiale de la lame de scie suivant un axe longitudinal (X) de la lame de scie, et pour définir une butée mécanique (3-14a) distale pour le mouvement de translation axiale, des organes de localisation (5, 7, 8, 9) configurés pour fournir des données de localisation dans un référentiel spatial, d’un objet à couper (4), de la lame de scie et de la butée mécanique, un second plan de coupe (4a) avec une limite distale de coupe (4b) étant définis dans le référentiel spatial, et une unité de commande (Cil) du bras robotisé en fonction des données de localisation de l’objet à couper, de la lame de scie et de la butée mécanique, l’unité de commande étant configurée pour faire coïncider le premier plan de coupe avec le second plan de coupe et positionner la butée mécanique de manière à empêcher la lame de scie de dépasser la limite distale de coupe.
2. Système selon la revendication 1 , dans lequel l’organe de couplage mécanique (3, 14, 14a) comprend une tige (13a, 23a) solidaire du bras robotisé (6) et couplée directement à un bloc moteur (1 b) de la scie (1 ) par une liaison (3-14, 23-24, 24a) à la fois pivotante maintenant la lame de scie dans le premier plan de coupe, et coulissante suivant l’axe longitudinal (X) de la lame de scie (2).
3. Système selon la revendication 2, dans lequel la liaison (13a, 23a) est configurée pour permettre une translation de la scie (1 ) suivant un axe parallèle à la liaison.
4. Système selon l’une des revendications 23, dans lequel l’unité de commande (Cil) est configurée pour asservir le bras robotisé (6) afin de maintenir l’organe de couplage dans une configuration permettant une translation axiale de la lame de scie (2) dans le premier plan de coupe, et/ou afin de maintenir l’organe de couplage dans une configuration laissant une liberté de mouvement en translation axiale et/ou latérale de la lame de scie (2) dans le premier plan de coupe.
5. Système selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel les organes de localisation (5, 7, 8, 9) sont configurés pour fournir à l’unité de commande (Cil) une position de l’organe de couplage (3, 23) dans le référentiel spatial, ou bien le bras robotisé (6) comprend un circuit de rétroaction pour fournir à l’unité de commande la position de l’organe de couplage dans le référentiel spatial.
6. Système selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel les organes de localisation (5, 7, 8, 9) sont configurés pour fournir à l’unité de commande (Cil) une position de la scie (1 ) dans le référentiel spatial, l’unité de commande étant configurée pour positionner le l’organe de couplage mécanique (3, 23) en fonction de la position de la scie dans le référentiel spatial.
7. Système selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les organes de localisation (5, 7, 8, 9) comprennent un capteur d’image (5a, 5b) coopérant avec des repères visuels (7, 8, 9) solidaires d’un des éléments à localiser, les éléments à localiser comprenant l’objet à couper (4), et/ou l’organe de couplage (3, 23), et/ou la scie (1 ).
8. Système selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la lame de scie (2) est de type oscillant avec un bord de coupe distal (2a) oscillant dans le second plan de coupe.
9. Système selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel l’organe de couplage est configuré pour laisser visible une distance de translation axiale de la scie (1 ) avant d’atteindre la butée mécanique (3-14a).
10. Système selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel l’organe de couplage mécanique comprend : un anneau (3) contraint mécaniquement dans un plan entre le bloc moteur (1 b) de la scie (1 ) et un plateau (14) solidaire du bloc moteur, et lié à ce dernier par un pilier (14a) autour duquel l’anneau est disposé, ou bien un rail (24) ou une glissière axiale solidaire du bloc moteur (1 b) de la scie (1 ), couplé au bras robotisé (6) par un chariot (23) coulissant sur le rail ou la glissière, et une tige (23a) fixée au chariot et solidaire du bras robotisé (6), le rail ou la glissière étant fixé sur le bloc moteur par une liaison pivotante (24a) autour d’un axe perpendiculaire au plan de coupe, l’extrémité distale du rail ou de la glissière coopérant avec l’extrémité distale du chariot pour former la butée mécanique distale.
11. Système selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel l’objet à couper est un os (4) dans un squelette, la scie étant configurée pour couper un os.
12. Procédé de commande de déplacements d’une scie motorisée, comprenant des étapes consistant à : associer un bloc moteur (1 b) d’une scie motorisée (1 ) comprenant une lame de scie, à un bras robotisé par l’intermédiaire d’un organe de couplage mécanique, l’organe de couplage mécanique formant une butée mécanique distale (3-14a) pour un mouvement de translation axiale de la lame de scie, l’organe de couplage mécanique maintenant la lame de scie dans un premier plan, sans entraver des mouvements de rotation et de translation axiale de la scie suivant un axe longitudinal (X) de la lame de scie, dans le premier plan, mémoriser par une unité de commande (Cil) une définition d’un second plan avec une limite distale, dans un référentiel spatial lié à un objet (4), fournir à l’unité de commande, par des organes de localisation (5, 7, 8, 9), des données de localisation dans le référentiel spatial de l’objet, de la lame de scie et de la butée mécanique, et commander le bras robotisé par l’unité de commande en fonction des données de localisation, afin de faire coïncider le premier plan avec le second plan et de positionner la butée mécanique de manière à empêcher la lame de scie de dépasser la limite distale.
13. Procédé de commande selon la revendication 12, dans lequel l’organe de couplage mécanique (3, 14, 14a) comprend une tige (13a, 23a) solidaire du bras robotisé (6) et couplée directement à un bloc moteur (1 b) de la scie (1 ) par une liaison (3-14, 23-24, 24a) à la fois pivotante maintenant la lame de scie dans le premier plan de coupe, et coulissante suivant l’axe longitudinal (X) de la lame de scie (2).
14. Procédé de commande selon la revendication 12 ou 13, comprenant une étape d’asservissement du bras robotisé (6) afin de maintenir l’organe de couplage (3, 23) dans une configuration permettant une translation axiale de la lame de scie (2) dans le premier plan de coupe (4a), et/ou afin de maintenir l’organe de couplage dans une configuration laissant une liberté de mouvement en translation axiale et/ou latérale de la lame de scie (2) dans le premier plan de coupe.
15. Procédé de commande selon l’une des revendications 12 à 14, comprenant des étapes de : détermination par les organes de localisation (5, 7, 8, 9) d’une position de la scie (1 ) dans le référentiel spatial, fourniture à l’unité de commande (Cil) de la position de la scie, et positionner par l’unité de commande, l’organe de couplage mécanique (3, 23) en fonction de la position de la scie.
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